반창고만한 패치 두장을 부착하는 것만으로 집에서 수면무호흡증 등을 진단하는 기술이 개발돼 학계의 주목을 받고 있다.

특히 웨어러블 기기에 의료 인공지능이 결합돼 모든 과정이 전자동화로 이뤄진다는 점에서 향후 수면다원검사의 복잡성과 비용을 대체할 수 있을지 이목이 쏠리고 있다.

현지시각으로 25일 사이언스 어드밴스(Science Advances)지에는 수면모호흡증 진단을 위한 패치형 웨어러블 기기의 유효성에 대한 연구 결과가 게재됐다(10.1126/sciadv.adg9671).

현재 수면무호흡증 등 수면 장애로 인한 불편은 전 세계적으로 큰 문제가 되고 있다.

삶의 질을 떨어트리는 것은 물론 혈압 등 기타 질환의 원인으로 지목되면서 이에 대한 진단과 치료에 관심이 쏠리고 있는 것.

실제로 미국질병통제예방센터에 따르면 미국에서만 수면 장애 환자가 1800만명에 달하는 수면무호흡증 환자가 있으며 아직 진단되지 않은 환자는 더 많을 것으로 예측되고 있다.

문제는 대부분의 환자들이 자신의 증상을 자각하지 못하고 있다는데 있다. 또 하나의 문제는 바로 비용과 시간이다.

현재 수면모호흡증 진단에는 수면다원검사가 필요하지만 하루 밤 이상 병원에서 검사가 진행되는데다 최소 15개의 유선 프로브를 몸에 연결한 채 고정된 자세로 잠을 자야한다는 점에서 불편함이 컸기 때문이다.

특히 환자의 정확한 자세와 포로브의 연결 상태 등을 지속적으로 점검하기 위해 의료진이 검사 기간 동안 함께 한다는 점에서 비용 또한 수백만원에 달하는 부담감이 있었다.

조지아 공과대학(Georgia Tech) 여운홍(Woon-Hong Yeo) 교수가 이끄는 연구진이 간소화된 웨어러블 기기와 소프트웨어를 통해 수면무호흡증을 진단할 수 있는 기기 개발에 나선 배경도 여기에 있다.

설사 병원에 방문하지 않더라도 집이나 기타 공간에서 이를 진단할 수 있다면 조기 진단은 물론 비용과 시간 부담이 크게 줄어들 수 있다는 판단에서다.

여운홍 교수는 "현재 일부 손목 밴드 형식의 웨어러블 기기들이 나와 있지만 정확한 수면 분석에 필요한 생리학적 정보를 포괄적으로 다루지 못한다"며 "또한 일부 헤드밴드 형식의 기기 또한 부피가 크고 머리에 쓴채 수면을 취해야 한다는 점에서 분석 정확도와 교란 요인이 많았다"고 설명했다.

이에 따라 연구진은 반창고 크기의 실리콘 패치를 이마와 턱에 부착하는 방식으로 검사자의 불편을 최소화했다.

그러면서도 이 웨어러블 패치를 통해 뇌파와 안압, 근전도, 맥박, 산소포화도 등의 생리학적 신호를 무선으로 측정하는 기술을 집약해 수면다원검사와 유사한 수준의 정보를 취득하는데 성공한 것.

실제로 환자를 대상으로 수면다원검사와 이 웨어러블 장치를 동시에 검사해 수면무호흡증에 대한 대조 임상을 진행한 결과 88.52%의 높은 정확도로 성공적으로 진단하는데 성공했다.

특히 현재 수면다원검사는 결과값을 바탕으로 의료진이 여러가지 정보를 조합해 분석하는 과정이 필요하지만 이 웨어러블 기기는 이러한 과정에 인공지능을 접목해 즉각적으로 결과를 도출하는데 성공했다.

이로 인해 연구진은 현재 수면다원검사의 복잡성과 물리적 시간, 비용 등의 문제를 이 웨어러블 기기가 일정 부분 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한 이 웨어러블 기기가 언제든 재사용이 가능하고 인공지능을 통해 별다른 분석 과정이 필요하지 않다는 점에서 홈 헬스케어 기기로 충분히 활용이 가능하다고 평가하고 있다.

여운홍 교수는 "반창고만한 실리콘 패치 두장을 붙이고 자는 것만으로 핸드폰이나 태블릿 등에서 즉각적으로 수면무호흡증 진단이 가능하다는 점에서 수면다원검사의 복잡한 과정이나 15개에 달하는 프로브를 달고 자야 하는 불편함, 비용과 시간에 대한 부담을 획기적으로 개선할 수 있을 것"이라고 내다봤다.

그는 이어 "특히 웨어러블 방식으로 몇 번이나 집에서 편하게 검사를 진행할 수 있다는 점에서 수면무호흡증의 조기 진단과 치료에도 획기적 전환이 이뤄질 것"이라며 "향후 웨어러블 패치의 통기성과 재사용성을 개선하고 인공지능을 보다 고도화해 정확도와 편의성을 더욱 끌어올리는데 초점을 맞출 것"이라고 밝혔다.